第三单元　含硅矿物与信息材料名师教学视频（文字实录）

第四章

非金属及其化合物

课程标准：

通过实验了解氯、氮、硫、硅等非金属及其重要化合物的主要性质，认识其在生产中的应用和对生态环境的影响。

第一节

无机非金属材料的主角——硅

（第一课时）

教学目标：

1．使学生了解硅的两种重要化合物——二氧化硅及硅酸的主要性质；

2．引导学生对比学习硅的化合物（二氧化硅及硅酸）与碳的化合物（二氧化碳及碳酸），培养学生联系、对比、归纳总结的学习方法；

3．使学生了解二氧化硅和硅酸在日常生活、生产中的应用，感受化学的实用性，增强学习化学的兴趣。

教学重点、难点

重点：二氧化硅的性质

难点：硅酸的性质

教学环节

新课导入

教

师

活

动

从电脑的芯片、光导纤维、水泥、玻璃和瓷砖等日常生活中的实例引入硅及其化合物。

学

生

活

动

自学讨

论

指导学生阅读，并给出知识整理表格及思考题。

阅读教材P62第1、2、3自然段及资料卡片

周期表中原子结构

在自然界

内容，填表完成知识整理，然后思考讨论：碳和硅在自然界中的存在形式不同的原因是什么？

的位置 示意图 中的存在

碳

硅

归纳检查小结

新

知

学

习

整

理

（1）两元素的共性：在化学反应中其原子既不易失电子也不易得电子，主要形成共价（四价）化合物。

（2）存在差异：硅是一种亲氧元素，在自然界中它总是与氧相互化合的，而碳却没有此特点。

承上启

下

二氧化碳具有哪些重要的性质呢？

物理性质：CO2是一种

色

体，

溶于水，固态CO2俗称

。

化学性质：

CO2 + H2O ―

CO2 + NaOH ―

CO2 + CaO ―

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思考提示：

由CO2的性质推测SiO2可能具有哪些重要的性质？

交

流

二氧化硅也是一种酸性氧化物

归纳检查小结

整

理

SiO2是一种酸性氧化物，可能与水反应生成相应酸；与碱反应生成盐和水；与碱性氧化物反应生成盐。

自学讨

论

指导学生阅读教材有关内容，并给出问题

阅读教材P63及P64有关内容，思考并讨论：SiO2实际具有的性质与上述推导一致吗？有没有不同的表现？请举例说明

归纳检查小结

完成下列反应的化学方程式,并指明反应的类型：

整

理

与上述推断不完全相同。不同表现是：SiO2是一种难熔固体，不溶于水。正是因为SiO2不溶于水，SiO2 + NaOH —

所以不能直接与水反应生成硅酸，但常温下除能与氢氧化钠溶液反应外，还能与氢氟酸反应生成SiF4气体和水。

自学指导学生阅读教材有关内容，使其了解二氧化硅（1）阅读教材P63：科学视野内容，认识SiO2的结构

（2）观察教材P63～P64上的图4—3、图4—4和图4—5，了解SiO2用途，并了解用途与性质间的关系。

归纳（1）SiO2晶体是由Si和O按1：2的比例所组成的立体网状结构，基本单元是[SiO4]的正四面SiO2 + CaO —

SiO2 + HF —

讨

论

的结构和用途。

整

理

体结构。

（2）SiO2性质主要表现在：它是一坚硬、难熔的固体，不溶于水，化学性质非常稳定。

SiO2的这些性质是由其立体网状结构决定的。

应用与实践

（1）实验室盛装NaOH溶液的试剂瓶为什么要用橡皮塞而不用玻璃塞？

（2）有人认为SiO2既能和碱反应又能和酸反应，所以应认为它是一种两性氧化物。你同意这种看法吗？

归纳检查小结

整

理

（1）因为SiO2易与强碱溶液反应，生成硅酸钠使试剂瓶受腐蚀，同时生成的硅酸钠溶液是一种矿物胶，具有良好的粘结性，易使瓶塞粘在一起而难以开启。

（2）不同意这种看法。

知识梳

理

给出下列表格，比较性质异同

能否与水反应

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CO2

SiO2

能否与氧化钙反应

能否与氢氧化钠溶液反应

能否与氢氟酸反应

能否与碳反应

参看课后习题4 阅读教材P64最后一自然段，思考讨论下列问题：

（1）硅酸与盐酸比较，谁的酸性强？你是根据什么现象判断出来的？

（2）硅酸与碳酸比较又会怎样呢？

思考指导学生阅读教材有关内容，给出问题

交

流

实验提示：

完成实验4—1，并填写教材P65相关表格。

补充实验：往一定量的饱和硅酸钠溶液中通入足量的CO2，观察现象。该现象说明了什么？

探

究

酸与盐反应规律之一是较强的酸能制出更弱的酸。

归纳检查小结

整

理

硅酸的酸性比盐酸和碳酸的酸性都弱。这是根据往硅酸钠溶液中滴加盐酸或通入足量的CO2后，产生不溶于水的硅酸判断出来的。

应用与实践

自学

结合实验4—1，阅读教材P64最后一自然段，归纳总结硅胶的制备方法及其重要应用。

写出以SiO2为原料制备硅酸的化学方程式

释

疑

归纳制备方法：

加适量盐酸或通入足量CO2 干燥脱水

整

理

硅酸钠溶液 硅酸溶胶 硅胶

用途：常用作干燥剂、催化剂的载体。

板书设计

一、二氧化硅和硅酸

1、二氧化硅 2、硅酸

（1）用途 （1）制备

（2）物理性质 （2）性质

化学性质 （3）用途

巩固练习

1、宣传科学知识，介绍高新科技，揭露伪科学，是科学工作者的义务，下列说法属于伪科学的是（

）。

A.以二氧化硅为主要原料制造光导纤维

B.碳炉边放盆水，可防止煤气中毒

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C.在墙壁刚粉刷过石灰浆的室内生一炭火盆，墙壁会冒汗

D.用干冰进行人工降雨

2、下列说法正确的是（ ）

A．SiO2能和水发生化合反应生成硅酸 B．SiO2是酸性氧化物，它不溶于任何酸

C．SiO2的俗名叫水玻璃，不溶于水 D．SiO2又叫水晶，能溶于NaOH溶液中

3、①盐酸、②浓硫酸、③氧气、④氢氟酸、⑤氢氧化钾溶液中，能与地壳中含量第一和第二的两元素形成的化合物起化学反应的是（ ）

A．①② B．④⑤ C．②④ D．③④

4、将过量的二氧化碳通入下列溶液中，最终会出现浑浊的是（ ）

A．氯化钙溶液 B．澄清的石灰水 C．水玻璃 D．硝酸钡溶液

5、熔融烧碱应选用的器皿是（ ）

A．铁制坩埚 B．普通玻璃坩埚 C．石英坩埚 D．陶瓷坩埚

6、下列关于碳和硅的叙述中，不正确的是（ ）

A．＋4价氧化物都与氢氧化钠溶液反应 B．单质在加热时都能与氧气反应

C．氧化物都能溶于水生成相应的酸 D．碳和硅两种元素都有能导电的单质

7、下列试剂可用带玻璃塞的玻璃瓶保存的是（ ）

A．硅酸钠溶液 B．盐酸 C．氢氟酸 D．氢氧化钠溶液

8、和空气接触可发生非氧化还原反应的物质组合是（ ）

① Na ②Na2SiO3溶液 ③Na2O2 ④烧碱溶液 ⑤石灰水 ⑥Fe(OH)2

A．①③④ B．②④⑤ C．②③⑥ D．①④⑤

9、已知由石墨转化为金刚石需要吸收热量，下列说法中正确的是（

）

A．石墨比金刚石稳定 B．金刚石比石墨稳定 C．石墨和金刚石一样稳定 D．以上结论都不正确

10、某无色混合气体可能含有CO2、H2、CO和H2O（气）中的一种或几种，依次进行以下处理（假设每次处理均反应完全）：①通过盛有硅胶的干燥管时，气体体积不变；②通过炽热的氧化铜时，固体变为红色；③通过白色CuSO4粉末时，粉末变蓝色；④通过澄清石灰水时，溶液变浑浊。则原混合气体的成分不可能是

A

H2和CO

B

CO2、H2和CO

C

H2O和CO2

D

H2和CO2 11、按由多到少的顺序，在地壳中的含量列前四位的元素依次是

、

、

、

。

碳、硅均位于元素周期表的

族，其原子结构示意图分别是

、

。

碳是构成

的主要元素，硅主要以熔点很高的

和

的形式存在，是构成岩石与许多矿物的基本元素。

12、由同一种元素组成的不同单质，称为该元素的同素异形体。在各种碳的同素异形体中，铅笔芯的主要成分是

，它是一种深灰色、有金属光泽且不透明的片状固体，质软，具有润滑性，它能够

，常用作电极。钻石的成分是

，是无色透明的晶体，硬度

。由60个碳原子组成、形似足球的

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（写分子式）也是碳的同素异形体。

13、下表中括号内的物质是杂质，试将除杂试剂和分离方法填入表中：

混合物

SiO2（CaCO3）

除杂试剂

分离方法

SiO2

(Fe2O3)

SiO2

(NaCl)

SiO2 (Si)

Si (Al) NaHCO3 (Na2SiO3)

14、检验石灰中含有碳酸钙和二氧化硅的方法是：取少许试样，加入过量的 ，有 产生，说明石灰中含有 。充分振荡后过滤，有滤渣存在说明含有 。

备课参考

1．参考答案

巩固练习答案：1 B

2 D

3 B

4 C

5 A

6 C

7B

8B

9A

10C

11

O、Si、Al、Fe、IVA、原子结构示意图略、有机化合物、氧化物、硅酸盐

12 石墨、导电、碳元素、很大、C60

13（1）盐酸、过滤（2）盐酸、过滤（3）水、过滤（4）O2、加热（5）盐酸、过滤

（6）足量CO2/H2O、过滤

14 稀盐酸、无色气体、碳酸钙、二氧化硅

2．资料运用

（1）教材《化学》必修I，人民教育出版社，[2004] （2）《教师教学用书》化学必修I （3）《中学第二教材》高中化学必修I，北京教育出版社，主编

薛金星

（4）高中课程《新学案》，主编

刘成坤

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